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禾本科植物存在内生固氮菌,但内生固氮菌在草坪草上的分布及作用效果尚不清楚。本研究从不同生境下采集19份野生狗牙根材料及其原生土壤,在室内从野生狗牙根的根、茎、叶分离内生固氮菌并测定固氮酶活性。根据根、茎、叶的固氮酶活性的检测结果,筛选出以下8份具有代表性的材料:根、茎、叶都未检测到固氮酶活性的材料;根固氮酶活性最高、中等、最低的材料;茎固氮酶活性最高、中等、最低的材料;叶固氮酶活性最高、最低的材料。测定这些材料的原生土壤的理化性质,并将以上野生狗牙根材料栽培扩繁,设计施尿素处理和不施尿素对照。定期测定这些栽培扩繁的野生狗牙根的地上部内生固氮菌固氮酶活性及观测草坪颜色,并对酶活与土壤理化性质进行相关分析。
同时,从上述分离的内生固氮菌中,选择固氮酶活性最高、中等、最低的3个不同部位的内生固氮菌,采用3种接种方法,即菌液浸泡、菌液浸泡+浇灌菌液6次、菌液浸泡+浇灌菌液12次,给天堂419杂交狗牙根接种,并进行施尿素处理和不施尿素对照的盆栽试验。探讨哪种接种方法能将内生固氮菌接种并定殖于天堂419杂交狗牙根体内,并在其体内发挥生物固氮作用;研究哪种菌液适合接种于天堂419杂交狗牙根,定殖成功后能否促进其生长。为天堂419杂交狗牙根接种内生固氮菌、使用微生物菌肥,发挥内生固氮菌的生物固氮作用,进而为减少天堂419杂交狗牙根草坪养护管理的氮肥投入,建设环境友好型、可持续发展的高尔夫球场提供理论依据。主要研究结果如下:
①本研究发现,大部分野生狗牙根的根、茎、叶均能分离到内生固氮菌,但从茎分离出的内生固氮菌最多;固氮酶活性检测结果表明,根内生固氮菌的固氮酶活性要低于茎、叶内生固氮菌的活性。
②野生状态具有不同固氮酶活性的狗牙根,其内生固氮菌于栽培时对尿素的响应不一致。与尿素处理前相比,所有测定中,施尿素处理,根、茎、叶均未检测到固氮酶活性的材料(N)和茎内生固氮菌固氮酶活性中等的材料(Sm),它们的固氮酶活性先升后降,茎内生固氮菌固氮酶活性最低的材料(S1)的固氮酶活性持续上升,其余编号材料的固氮酶活性都是持续下降,至210d清盆时未检测到固氮酶活性。
③野生狗牙根地上部内生固氮菌固氮酶活性与原生土壤有效氮呈极显著负相关(P<0.01),相关系数为-0.95。但是,进入盆栽阶段,尿素基本不影响其地上部内生固氮菌固氮酶活性。
④固氮酶活性中等的菌液(Bm)对天堂419杂交狗牙根的地上部内生固氮菌固氮酶活性及其菌群密度的影响大于其他接种菌液和对照(CK)。结果表明,至210d清盆时,接种菌液Bm的天堂419杂交狗牙根的平均地上部内生固氮菌固氮酶活性为19.73μmol·h-1·ml-1,约是CK(4.03μmol·h-1·ml-1)的5倍。据此认为固氮酶活性中等的菌液(Bm)成功定殖于天堂419杂交狗牙根。
⑤菌液浸泡的接种方法(S)对天堂419杂交狗牙根的地上部内生固氮菌固氮酶活性的影响大于其他接种方法和对照(CK)。结果表明,接种30d,菌液浸泡接种的天堂419杂交狗牙根的平均地上部内生固氮菌固氮酶活性为5.62μmol·h-1·ml-1,而菌液浸泡+浇灌菌液6次(SI1)的固氮酶活性(1.19μmol·h-1·ml-1)仅为其1/5。菌液浸泡方法适用于植物内生固氮菌的接种。但接种方法对菌群密度的影响差异不显著。